專利名稱：基于發(fā)光二極管的頻閃/照明裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于觀測(cè)儀器、照明裝置領(lǐng)域，特別涉及基于發(fā)光二極管的頻閃/照明裝置。
背景技術(shù)：
在機(jī)械制造、輕工、紡織、電力、醫(yī)藥、食品加工等行業(yè)中，需要觀測(cè)快速運(yùn)動(dòng)的物體， 如各類轉(zhuǎn)子、齒輪嚙合、振動(dòng)設(shè)備、紡織、印刷、包裝生產(chǎn)線、高速物體表面缺損及運(yùn)行軌 跡等等。由于其速度很快，只能使用"頻閃燈"來對(duì)其進(jìn)行觀測(cè)，以便于必要的調(diào)整。
現(xiàn)有的頻閃測(cè)速表(儀)通常采用氣體放電燈管(俗稱頻閃管、閃光燈)作為頻閃光源， 這種氣體放電燈管需要使用幾百伏的驅(qū)動(dòng)電壓和上千伏的觸發(fā)電壓，其實(shí)現(xiàn)電路復(fù)雜、可靠 性差；且充氣玻璃管具有易碎裂、壽命短的缺點(diǎn)；另外，閃光強(qiáng)烈、眩目，其中含有的紫外 成分的光對(duì)眼睛、皮膚等有損傷；還有，這種氣體放電燈管不能以連續(xù)的方式工作，價(jià)格高。 因此，其應(yīng)用受到了很大的限制。
發(fā)光二極管(LED)相對(duì)氣體放電燈管，具有堅(jiān)固耐用，結(jié)構(gòu)輕巧；驅(qū)動(dòng)電壓低、電路 簡(jiǎn)單；壽命長(zhǎng)，既可以持續(xù)發(fā)光，也可以脈沖方式進(jìn)行工作；而且長(zhǎng)度較短，易制成輕、薄、 小的頻閃管，安裝在待測(cè)的運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備的附近，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)待觀測(cè)部件的(頻閃)照明。因此 如果能使用發(fā)光二極管，尤其是的白色(超)高亮度的發(fā)光二極管來替代充氣玻璃管作為頻 閃燈的點(diǎn)陣發(fā)光體，是比較理想的實(shí)現(xiàn)方式。
實(shí)用新型"采用LED作為可控頻閃光源的閃光測(cè)速表"(ZL200320107915.X)公開了 一種采用LED作為閃光光源、以電池作為電源的便攜式閃光測(cè)速裝置，其LED只是工作于 頻閃模式，且沒有頻閃脈寬的調(diào)節(jié)控制，其功能單一。實(shí)用新型"頻閃照明效果燈" (ZL01276637.2)公開了一種頻閃照明效果燈，在燈座上設(shè)置頻閃燈和發(fā)光二極管兩種點(diǎn)陣 發(fā)光體，兼具照明和頻閃作用，并用多個(gè)不同顏色的發(fā)光二極管加強(qiáng)了警示作用，其結(jié)構(gòu)復(fù) 雜，擁有傳統(tǒng)氣體放電燈管的各種缺點(diǎn)。實(shí)用新型"用于檢測(cè)印刷圖像的發(fā)光二極管頻閃燈 及其驅(qū)動(dòng)電路"(ZL20062004 143 1 . 3)公開了一種用于檢測(cè)印刷圖像的發(fā)光二極管頻閃燈及 其驅(qū)動(dòng)電路，用多個(gè)發(fā)光二極管串并聯(lián)作為頻閃燈的點(diǎn)陣發(fā)光體，發(fā)光二極管的驅(qū)動(dòng)電路包 括頻率調(diào)節(jié)電路、脈沖形成電路、電壓轉(zhuǎn)換電路、開關(guān)控制電路、保護(hù)電路等，使頻閃與 圖案印刷的速度頻率同步，發(fā)光二極管的電流大于其工作電流的2倍。其LED只是工作于頻 閃模式，且沒有頻閃脈寬的調(diào)節(jié)控制，其功能單一。 發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于發(fā)光二極管的頻閃/照明裝置，該裝置能提供合適 的亮度照明和頻閃照明，并具有安全性和足夠長(zhǎng)的使用壽命。本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是-
若干發(fā)光二極管串聯(lián)連接成列，若干串聯(lián)連接的二極管列并聯(lián)連接組成點(diǎn)陣發(fā)光體，一 個(gè)點(diǎn)陣發(fā)光體正極接電源正極，點(diǎn)陣發(fā)光體負(fù)極接切換器，其余點(diǎn)陣發(fā)光體正極和負(fù)極分別 與切換器相連，切換器分別連接電源正極、地和工作模式控制三極管集電極，工作模式控制 三極管基極通過其基極電阻連接控制器，工作模式控制三極管發(fā)射極接地，其余點(diǎn)陣發(fā)光體
負(fù)極接MOS場(chǎng)效應(yīng)管漏極，MOS場(chǎng)效應(yīng)管基板和源極共同接地，MOS場(chǎng)效應(yīng)管柵極接電流 控制三極管集電極，電流控制三極管集電極通過其集電極電阻接電源正極，電流控制三極管 發(fā)射極接地，電流控制三極管基極通過其基極電阻接控制器。
所述切換器由繼電器構(gòu)成，點(diǎn)陣發(fā)光體負(fù)極分別接繼電器的兩個(gè)固定端子，繼電器的另 外兩個(gè)固定端子中一個(gè)接電源正極，所述另外兩個(gè)固定端子中另一個(gè)接地，繼電器的切換端 子在連接點(diǎn)陣發(fā)光體負(fù)極固定端子和連接電源正極固定端子間切換，繼電器的隨動(dòng)切換端子 對(duì)應(yīng)地在接地固定端子和另一個(gè)連接點(diǎn)陣發(fā)光體負(fù)極固定端子間切換，繼電器的切換端子連 接其余點(diǎn)陣發(fā)光體正極，繼電器的隨動(dòng)切換端子連接其余點(diǎn)陣發(fā)光體負(fù)極，繼電器正極接電 源正極，繼電器正負(fù)極間連接有二極管，二極管負(fù)極接電源正極，繼電器負(fù)極接工作模式控 制三極管集電極。
所述控制器的構(gòu)成為555集成電路第3腳和4017集成電路第14腳共同連接與非門一 個(gè)輸入端，4017集成電路第1腳和另一個(gè)4017集成電路的第14腳共同連接與非門的另一個(gè) 輸入端，與非門還有一個(gè)輸入端通過與非門切換開關(guān)可分別切換連接到所述另一個(gè)4017集成
電路的第6腳、第5腳、第10腳、第1腳，與非門的輸出端連接電流控制三極管集電極電阻， 與非門的輸出端還連接到單片機(jī)，單片機(jī)連接顯示器，此外控制器還包括工作模式切換開關(guān)， 工作模式切換開關(guān)的切換端連接工作模式控制三極管基極電阻，工作模式控制三極管基極電 阻經(jīng)該切換開關(guān)可分別切換到電源正極或地。
所述基于發(fā)光二極管的頻閃/照明裝置，除控制器外的其余部分設(shè)置在一個(gè)有透明窗的殼 體內(nèi)，構(gòu)成一個(gè)頻閃照明管。
所述基于發(fā)光二極管的頻閃/照明裝置包括一個(gè)控制器， 一個(gè)或一個(gè)以上的頻閃照明管。 所述控制器和頻閃照明管可以通過電纜連接，或者控制器和頻閃照明管固定在一起。 區(qū)別于所述的另一個(gè)4017集成電路，所述的4017集成電路構(gòu)成占空比0 50%的脈沖 寬度調(diào)節(jié)選擇電路。
555集成電路及其標(biāo)準(zhǔn)外圍電路構(gòu)成脈沖頻率范圍3 Hz 5000 Hz之內(nèi)的脈沖形成與調(diào) 節(jié)電路。
本實(shí)用新型可帶來以下技術(shù)效果
1、 采用發(fā)光二極管作為發(fā)光光源，因而克服了閃光強(qiáng)烈、眩目、紫外成分等問題，安全、 使用壽命長(zhǎng)。
2、 控制器電路采用555集成電路、4017集成電路，結(jié)合電流控制三極管、工作模式控 制三極管集電極、MOS場(chǎng)效應(yīng)管、繼電器等，實(shí)現(xiàn)照明/頻閃工作模式的轉(zhuǎn)換，結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單，工作穩(wěn)定可靠。
3、 通過設(shè)置成頻閃照明管等，可使工效成倍增高。
4、 成個(gè)裝置成本低廉。

圖1是發(fā)光二極管LED串并聯(lián)的示意圖。 圖2是頻閃照明管的結(jié)構(gòu)1組成示意圖。 圖3是頻閃照明管的結(jié)構(gòu)2組成示意圖。圖4是控制器的電路原理圖。 其中
1、 2是發(fā)光二極管LED串并聯(lián)組成的點(diǎn)陣發(fā)光體。
3是繼電器。 .
4是功率型MOS管。
5、 6是晶體三極管。
7、 7A、 7B、是二極管。
9是電路接插件。
Rl、 R2、 Rm、 RIO、 Rll、 R12、 R20、 R23、 R24是電阻。
R21、 R22是電位器。
Cl是電容器。
20是集成電路555。
21、 22是集成電路4017。
23是集成電路4012。
25是單片計(jì)算機(jī)。
26是顯示器(LED數(shù)碼管、或液晶LCD)。 24、 27是開關(guān)。
具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型基于白色超高亮度發(fā)光二極管(LED)的電光效率高、壽命長(zhǎng)、方向性好等特 點(diǎn)，目的在于提供一種基于發(fā)光二極管(LED)的頻閃/照明一體化裝置。為了解決LED的亮 度低、在頻閃和照明時(shí)亮度難以兼顧等困難，本實(shí)用新型使用多個(gè)白色(超)高亮度的發(fā)光 二極管串并聯(lián)組成寬幅照明光源，通過工作模式切換電路，使得每個(gè)LED在頻閃模式下的工 作電流能夠提供合適的亮度并保證LED的安全和壽命；發(fā)光二極管LED串并聯(lián)組成的點(diǎn)陣發(fā) 光體與驅(qū)動(dòng)電路一起封裝在一個(gè)有透明窗的殼體內(nèi)，構(gòu)成一個(gè)頻閃照明管。
本實(shí)用新型的特征在于，其整套裝置包括一個(gè)控制器和一個(gè)以上的頻閃照明管，控制器 可以改變閃光的頻率、脈沖寬度，以適用于不同速度、環(huán)境、被測(cè)物體、及方位等的應(yīng)用需 求。在照明和頻閃模式下的電源電壓相同，照明模式下切換器切換兩組發(fā)光體形成串聯(lián)，流 過發(fā)光二極管的電流等于或小于額定電流，其發(fā)光為額定亮度；在頻閃模式下兩組發(fā)光體切 換器為并聯(lián)，其瞬時(shí)電流大于額定電流的3倍，而平均電流小于額定電流，其發(fā)光的瞬時(shí)亮 度超高額定亮度，能夠形成較大的對(duì)比度。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例具體說明本實(shí)用新型。
本實(shí)用新型的發(fā)光二極管LED串并聯(lián)結(jié)構(gòu)如圖1所示，由電阻、發(fā)光二極管LED組成 串并聯(lián)的結(jié)構(gòu)。 一個(gè)電阻與若干個(gè)LED (圖中為n個(gè))相串連構(gòu)成一個(gè)支路，若干個(gè)這種支 路(圖中為m個(gè))并聯(lián)組成上述頻閃/照明的點(diǎn)陣發(fā)光體。
發(fā)光二極管LED采用白色超高亮度發(fā)光二極管。圖1中的點(diǎn)A為點(diǎn)陣發(fā)光體的正極，B 為點(diǎn)陣發(fā)光體的負(fù)極。
本發(fā)明的頻閃照明管的結(jié)構(gòu)組成如圖2所示，由點(diǎn)陣發(fā)光體l、點(diǎn)陣發(fā)光體2、繼電器3、
功率MOS管4、晶體三極管5、晶體三極管6、 二極管7、電阻RIO、電阻Rll、電阻R12、 電路接插件9組成。圖中繼電器的位置P為照明狀態(tài)，位置S為頻閃狀態(tài)。
當(dāng)控制器給出的工作模式控制線為高電平時(shí)，圖2中的晶體三極管6導(dǎo)通，繼電器3吸 和狀態(tài)，處于位置S，這.時(shí)點(diǎn)陣發(fā)光體1和點(diǎn)陣發(fā)光體2為并聯(lián)關(guān)系，其能否流過電流受功 率MOS管4控制，即晶體三極管5送來的控制信號(hào)，為頻閃模式。
當(dāng)控制器給出的工作模式控制線為低電平時(shí)，圖2中的晶體三極管6關(guān)斷，繼電器3為 釋放狀態(tài)，處于位置P，這時(shí)點(diǎn)陣發(fā)光體1和點(diǎn)陣發(fā)光體2為串聯(lián)關(guān)系，且點(diǎn)陣發(fā)光體2的 一端直接與地相連，點(diǎn)陣發(fā)光體流過電流不受功率MOS管4的控制，為照明模式。
在照明和頻閃模式下的電源電壓相同，照明模式下兩組發(fā)光體串聯(lián)，流過發(fā)光二極管的 電流等于或小于額定電流，其發(fā)光為額定亮度；在頻閃模式下兩組發(fā)光體為并聯(lián)，其瞬時(shí)電 流大于額定電流的3倍，而平均電流小于額定電流，其發(fā)光的瞬時(shí)亮度超高額定亮度，能夠 形成較大的對(duì)比度。
圖3是頻閃照明管的另外一種結(jié)構(gòu)組成的示意圖，同樣可以實(shí)現(xiàn)照明時(shí)發(fā)光體串聯(lián)，頻 閃時(shí)發(fā)光體并聯(lián)。其工作原理說明照明模式下，功率MOS管4E、功率MOS管4C和晶體 三極管6A導(dǎo)通，點(diǎn)陣發(fā)光體1和點(diǎn)陣發(fā)光體2串聯(lián)，并通過功率MOS管4C接地，其發(fā)光 不受功率MOS管4A的控制；頻閃模式下，功率MOS管4B、功率MOS管4D和晶體三極 管6B導(dǎo)通，點(diǎn)陣發(fā)光體1和點(diǎn)陣發(fā)光體2并聯(lián)，其發(fā)光受功率MOS管4A的控制。
本實(shí)用新型的控制器的電路原理如圖4所示，由555集成電路20、是4017集成電路21、 4017集成電路22、 4012集成電路23、單片計(jì)算機(jī)25、液晶顯示器26、開關(guān)24、開關(guān)27、 電位器R21、電位器R22、電阻R20、電容器C1組成。
555集成電路20與其外圍電路組成脈沖形成與頻率調(diào)節(jié)電路，其中R21用于振蕩頻率的 調(diào)節(jié)，R22為振蕩信號(hào)占空比的微調(diào)；4017集成電路21、 4017集成電路22組成為脈沖寬度 控制電路，其中波段開關(guān)24用于實(shí)現(xiàn)不同占空比的選擇，最終實(shí)現(xiàn)的脈沖頻率范圍3Hz 5000Hz;占空比范圍為0 50%;由開關(guān)26實(shí)現(xiàn)不同工作模式的切換，開關(guān)接高電平為頻 閃模式，開關(guān)接地為照明模式；單片計(jì)算機(jī)MCU25與液晶顯示器26組成顯示電路，以轉(zhuǎn)速 或頻率的方式顯示閃光的脈沖頻率。
綜上，本實(shí)用新型公開了一種基于發(fā)光二極管的頻閃/照明裝置，旨在使用發(fā)光二極管作 為頻閃和照明一體化裝置的共用點(diǎn)陣發(fā)光體，并使其亮度能夠滿足巻煙接裝質(zhì)量檢測(cè)的需求。 所述發(fā)光二極管頻閃燈由多個(gè)發(fā)光二極管串并聯(lián)組成寬幅照明光源。所述發(fā)光二極管的驅(qū)動(dòng) 電路包括頻率調(diào)節(jié)電路，用于調(diào)節(jié)脈沖形成電路的脈沖發(fā)生頻率，使所述頻率的大小與印 刷過程中圖案印刷的速度頻率同步；脈沖形成電路，用以產(chǎn)生需要的脈沖信號(hào)；連接轉(zhuǎn)換電 路可用來使各發(fā)光二極管在頻閃時(shí)中流過的峰值電流大于其照明時(shí)工作電流的若干倍；開關(guān) 控制電路，用以開通或關(guān)斷發(fā)光二極管點(diǎn)陣電路中的電流；保護(hù)電路，可在電路發(fā)生故障時(shí)， 限制發(fā)光二極管點(diǎn)陣電路中的電流。使人目測(cè)就能輕易觀測(cè)高速運(yùn)動(dòng)物體的運(yùn)行狀況，如各 類轉(zhuǎn)子、齒輪嚙合、振動(dòng)設(shè)備診斷、紡織、印刷、包裝生產(chǎn)線、高速物體表面缺損及運(yùn)行軌 跡。
權(quán)利要求1.一種基于發(fā)光二極管的頻閃/照明裝置，其特征在于，若干發(fā)光二極管串聯(lián)連接成列，若干串聯(lián)連接的二極管列并聯(lián)連接組成點(diǎn)陣發(fā)光體，一個(gè)點(diǎn)陣發(fā)光體的正極接電源正極，點(diǎn)陣發(fā)光體負(fù)極接切換器，其余點(diǎn)陣發(fā)光體正極和負(fù)極分別與切換器相連，切換器分別連接電源正極、地和工作模式控制三極管集電極，工作模式控制三極管基極通過其基極電阻連接控制器，工作模式控制三極管發(fā)射極接地，其余點(diǎn)陣發(fā)光體負(fù)極接MOS場(chǎng)效應(yīng)管漏極，MOS場(chǎng)效應(yīng)管基板和源極共同接地，MOS場(chǎng)效應(yīng)管柵極接電流控制三極管集電極，電流控制三極管集電極通過其集電極電阻接電源正極，電流控制三極管發(fā)射極接地，電流控制三極管基極通過其基極電阻接控制器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于發(fā)光二極管的頻閃/照明裝置，其特征在于，所述切換器 由繼電器構(gòu)成，點(diǎn)陣發(fā)光體負(fù)極分別接繼電器的兩個(gè)固定端子，繼電器的另外兩個(gè)固定端 子中一個(gè)接電源正極，所述另外兩個(gè)固定端子中另一個(gè)接地，繼電器的切換端子在連接點(diǎn) 陣發(fā)光體負(fù)極固定端子和連接電源正極固定端子間切換，繼電器的隨動(dòng)切換端子對(duì)應(yīng)地在 接地固定端子和另一個(gè)連接點(diǎn)陣發(fā)光體負(fù)極固定端子間切換，繼電器的切換端子連接其余 點(diǎn)陣發(fā)光體正極，繼電器的隨動(dòng)切換端子連接其余點(diǎn)陣發(fā)光體負(fù)極，繼電器正極接電源正 極，繼電器正負(fù)極間連接有二極管，二極管負(fù)極接電源正極，繼電器負(fù)極接工作模式控制 三極管集電極。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l或2所述的一種基于發(fā)光二極管的頻閃/照明裝置，其特征在于，所述控 制器的構(gòu)成為:555集成電路第3腳和4017集成電路第14腳共同連接與非門一個(gè)輸入端， 4017集成電路第1腳和另一個(gè)4017集成電路的第14腳共同連接與非門的另一個(gè)輸入端， 與非門還有一個(gè)輸入端通過與非門切換開關(guān)可分別切換連接到所述另一個(gè)4017集成電路的第6腳、第5腳、第10腳、第1腳，與非門的輸出端連接電流控制三極管集電極電阻， 與非門的輸出端還連接到單片機(jī)，單片機(jī)連接顯示器，此外控制器還包括工作模式切換開 關(guān)，工作模式切換開關(guān)的切換端連接工作模式控制三極管基極電阻，工作模式控制三極管 基極電阻經(jīng)該切換開關(guān)可分別切換到電源正極或地。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于發(fā)光二極管的頻閃/照明裝置，其特征在于，區(qū)別于 所述的另一個(gè)4017集成電路，所述的4017集成電路構(gòu)成占空比0 50%的脈沖寬度調(diào)節(jié) 電路。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于發(fā)光二極管的頻閃/照明裝置，其特征在于，555集 成電路及其標(biāo)準(zhǔn)外圍電路構(gòu)成脈沖頻率范圍3 Hz 5000 Hz之內(nèi)的脈沖形成與調(diào)節(jié)電路。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于發(fā)光二極管的頻閃/照明裝置，其特征在于，所述基 于發(fā)光二極管的頻閃/照明裝置，除控制器外的其余部分設(shè)置在一個(gè)有透明窗的殼體內(nèi)， 構(gòu)成一個(gè)頻閃照明管。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于發(fā)光二極管的頻閃/照明裝置，其特征在于，所述控制器 和頻閃照明管可以通過電纜連接，或者控制器和頻閃照明管固定在一起。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于發(fā)光二極管的頻閃/照明裝置，其特征在于，所述基于發(fā) 光二極管的頻閃/照明裝置包括一個(gè)控制器， 一個(gè)或一個(gè)以上的頻閃照明管。
專利摘要本實(shí)用新型屬于觀測(cè)儀器、照明裝置領(lǐng)域，特別涉及基于發(fā)光二極管的頻閃/照明裝置。為提供一種基于發(fā)光二極管的頻閃/照明裝置，該裝置能提供合適的亮度照明和頻閃照明，并具有安全性和足夠長(zhǎng)的使用壽命。本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是若干串聯(lián)連接的二極管列再并聯(lián)連接組成點(diǎn)陣發(fā)光體，一個(gè)點(diǎn)陣發(fā)光體正極接電源正極，點(diǎn)陣發(fā)光體負(fù)極接切換器，其余點(diǎn)陣發(fā)光體正極和負(fù)極分別與切換器相連，切換器分別連接電源正極、地和工作模式控制三極管集電極，工作模式控制三極管基極連接控制器，其余點(diǎn)陣發(fā)光體負(fù)極接MOS場(chǎng)效應(yīng)管漏極，MOS場(chǎng)效應(yīng)管柵極接電流控制三極管集電極，電流控制三極管基極接控制器。本實(shí)用新型主要用于觀測(cè)快速運(yùn)動(dòng)的物體。
文檔編號(hào)F21S10/06GK201062748SQ20072009687
公開日2008年5月21日 申請(qǐng)日期2007年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月25日
發(fā)明者榮 康, 杜振輝, 王生鈞 申請(qǐng)人:杜振輝;康 榮;王生鈞